医用放射性废水衰变池设计(6.23~朱韬)

附录8

医用放射性衰变池设计方案

一.液体衰变池设计方案

1 原则及要求

衰变池的结构和容积必须保证核医学科所排放的放射性废液，满足国家医院放射性废水的排放标准。为此，衰变池的设计应满足以下要求：

⑴衰变池采用三级分隔连续式衰变池，池内设导流墙，推流式排放。衰变池的容积按医院放射性废水可排放标准浓度计算。

⑵根据国家环保总局2003年发布的《医院污水处理技术指南》，医院放射性废水可排放浓度范围为3.7×102Bq/L~3.7×105Bq/L。

⑶在衰变池前设置化粪池，用以沉淀消化固形物，其所含的放射性也得以衰减并防止固形物进入衰变池。

2 设计方法及过程

2.1 计算参考数据：

2.1.1 核医学科门诊病例

⑴医院核医学科开展显像诊断，所使用的放射性源[99m Tc]，假设每位病人平均使用活度为

5.55×108Bq(15mCi)；平均每位病人排尿两次，排出量约为600ml[1]，每次抽水马桶用水量约为6L[2]，总用水量约为12.6L；假设病人出院时排出量为给药量的33%[3]，为1.85×108Bq。

⑵医院核医学科开展甲亢治疗，假设每位病人使用的131I活度为3.7×108Bq（10mCi）；平均每位病人排尿一次，排出量约为300ml，抽水马桶用水量约为6L，总用水量约为6.3L；假设病人出院时排出量为给药量的20%[3]，为7.4×107Bq。

2.1.2 核医学科住院病例

⑴医院核医学科开展甲癌治疗，则使用的131I治疗最大用量：7.4×109Bq(200mCi)；病人出院时体内残留131I携带量限值为400MBq(0.4×109Bq)；病人一般住院7天，住院病人废水量约为

100L/床.日（按照《医院污水处理技术指南》中参考数值100～200L/床.d中最小值计算，

如参照《医院污水处理技术指南》最大值计算，则核医学科室每天一个住院病人所需衰变池容积为6.28m3~22.9m3，建设运行维护不方便），病人住院期间，131I从尿中排出量约为给药量的66%[4]，则131I的排放量为4.884 109Bq。

2.2 计算方法及过程：

2.2.1废水达标的计算方法

根据放射性物质的活度衰减公式：N=N0e-λt(式中N0为病人出院时排放的每升废水的放射性活度，N为医院放射性废水可排放的活度范围（3.7×102Bq~3.7×105Bq），λ为衰变常数：λ=㏑2/T1/2，T1/2为放射性元素的半衰期；t为达到医院可排放的放射性污水活度标准所用的时间)

由N=N0e-λt，得出t=㏑N0/N／λ

代入计算参考数据，则达到可排放放射性废水活度所用的时间t99Tc=32h~92h（1.4d~3.9d），t I甲亢=41.7d~124.9d，t I甲癌=35.3d~118.6d。

2.2.2衰变池的容积计算方法

根据放射性物质活度衰减公式得出：

∑=n n N ...

3,2,1=∑=n

n No ...

3,21，e

-λt

(n 为日排放放射性废水人数，N 0为病人出院时排放的放射性废水的活

度，N 为医院放射性废水可排放的活度范围，λ为衰变常数，t 为达到医院可排放放射性废

水所需的时间)

设医院可排放浓度为C ：C=

∑=n

n N ...

3,2,1/V

n=1,2,3…

(3.7×102Bq/L ≤C ≤3.7×105

Bq/L ，V n=1,2,3…为日排

放人数用水量)。

由达到可排放放射性物质浓度的标准所用的时间t ，则所需日数为T ≈t/24h

由V n=1,2,3…=

∑=n

n N ...

3,2,1/C ，得达到可排放放射性污水的衰变池总容积V= V

n=1,2,3…

×T

2.3衰变池的容积设计 2.

3.1设计方法及参考数据

⑴医院核医学科开展[99m Tc]显像诊疗

根据计算参考数据，得出[99m Tc]的容积参考表：

99m

根据计算参考数据，得出[I-131]的容积参考表：

131

甲亢

131

⑶在衰变池前设置专用化粪池，沉渣如难于排出，可进行酸化，促进排入衰变池，容积为1m3。

2.3.2参考数据

⑴若医院只开展99m Tc显像诊疗，日均10人，衰变池的可控容积范围为0.3~0.6m3（具体建设容积大小可根据医院的实际情况选定）。

⑵若医院开展99m Tc显像（日均10人），131I甲亢治疗（日均5人）:衰变池可控容积范围为2~5m3（具体建设容积大小可根据医院的实际情况选定）。

2.4 衰变池结构设计

2.4.1 设计方案

⑴由于放射性废液排入到衰变池是与时间变化的动态过程，为了使衰变池的物理结构更加符合污水排入、流动、核素衰变的动态过程，将衰变池设计为三级连续式放射性衰变池。

⑵收集放射性废水的管道应采用耐腐蚀的特种管道，一般为不锈钢管道或塑料管；放射性污水池每池容积为总容积的1/3（废水液面距离盖板的空间不算入其中），考虑有生活粪便污水一并排出，在衰变池前设置专用化粪池，用以沉淀消化固形物，专用化粪池内沉渣如难于排出，可进行酸化，促进排入衰变池。其所含的放射性也得以衰减并防止固形物进入衰变池，衰变池必须恰当选址，池底和池壁应坚固、耐酸碱腐蚀和无渗透性，应有防止泄漏措施，化粪池进水口略高于出水口5cm，池盖与废水液面应有20cm的距离，衰变池盖板的砼厚度不小于30cm。

如根据医院要求需加厚砼的屏蔽厚度，则根据屏蔽计算公式：N=N0e-ud

式中N0，N分别为屏蔽层前后，探测器所测到的γ射线剂量率（或注量，注量率等），u代表能量为Eγ的光子在密度为ρ的物质中的线衰减系数，d为屏蔽厚度。

2.4.2 参考方案

以医院开展99m Tc显像（日均10人），131I甲亢治疗（日均5人）为例：

化粪池容积为1 m3，衰变池设计总容积为5.4m3，每池容积为1.8 m3，化粪池容积约为1 m3其具体结构设计图如下：

说明：

①进水口1为粪便池进水口，②进水口2为放射性废液进水口；③格栅：格栅的目的是拦截污水中较大粒径的悬浮物和漂浮物，保证后续处理过程的正常运行。

图1 放射性衰变池平面结构图示意图